Нестационарные явления в отрицательной короне и ее переход в режим тлеющего разряда
Выполнены экспериментальные и теоретические исследования динамики излучения N2(A 3E+u), N2(B 3ng) и N2(C 3Пи) состояний азота (первой положительной системы, второй положительной системы и системы Вегарда-Каплана) в разрядной и постразрядной стадиях при давлении 50 Тор. Из абсолютных спектроскопических измерений были рассчитаны населенности отдельных колебательных уровней состояний N2(B3ng… Читать ещё >
Содержание
- Техника создания слаботочных газовых разрядов 11 и методы их исследования
- 1. 1. Условия и способы создания коронного разряда. 11 Основные методы его исследования
- 1. 2. Регистрация оптического излучения короны
- 1. 3. Техника создания разряда в воздухе атмосферного 18 давления в геометрии набор штырей — плоскость и экспериментальные методы исследования перехода отрицательной короны в стационарный тлеющий разряд
1.4 Схема экспериментальной установки для 21 исследования динамики электронно — возбужденных состояний молекулярного азота в условиях квазистационарного самостоятельного тлеющего разряда (КСР) при средних давлениях.
1.4а Описание эксприментальной техники создания 21 квазистационарного самостоятельного тлеющего разряда (КСР) при средних давлениях
1.4Ь Регистрация оптического излучения электронно — 24 возбужденных молекул азота из положительного столба КСР
ГЛАВА II. Нестационарные явления в отрицательной короне
2.1 Введение
2.2 Механизм формирования импульсов Тричела в 31 отрицательной короне
2.3 Гистерезис колебательного режима. Безимпульсное 45 развитие отрицательной короны
2.4 Динамика установления импульсного режима
2.5 Влияние геометрических и газодинамических 53 факторов на параметры и область существования импульсов Тричела
2.6 Пульсирующий режим отрицательной короны в электроположительном газе N
2.7 Выводы
ГЛАВА III. Переход отрицательной короны в воздухе в режим тлеющего разряда.
3.1 Введение
3.2 Вольт-амперная характеристика отрицательной короны 74 и ее трансформация при переходе в режим тлеющего разряда
3.3 Эволюция радиального распределения тока и свечения 84 короны в геометрии острие — плоскость
3.4 Эволюция продольной структуры отрицательной 87 короны при ее переходе в режим тлеющего разряда
3.5 О переходе многоострийной отрицательной короны в 93 режим тлеющего разряда
3.6 Выводы
ГЛАВА ГУ.
Список литературы
- Самойлович В.Г., Гибалов В. И., Козлов К. В. Физическая химия барьерного разряда. М.: МГУ, 1989.
- Masuda S. Pulse corona induced plasma chemical processes: a horizon of new plasma chemical technologies.- Pure and Appl. Chem., 1988, v.60, N5, p.727−731.
- Trichel G. W. The mechanism of the negative Point to Plane Corona Near Onset. Phys. Rev., v.54, 1938, p. 1078−1084.
- Loeb L.B. Electrical Coronas. Univ. of California Press, 1965, 760p.
- Александров Г. Н. О природе тока отрицательной короны. ЖТФ, т. ЗЗ, № 2, 1963, с.223−230.
- Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1992, 536с.
- Morrow R. Theory of negative corona in oxygen. Phys. Rev. A., v.32, 1985, p. 17 991 809.
- Morrow R. Theory of stepped pulses in negative corona discharges. Phys. Rev. A., v.32, 1985, p.3821−3824.
- Журба Ю.И. Краткий справочник по фотографическим процессам и материалам. М.: Искусство, 1990, 52с.
- Лафламм А.К. возбуждение лазеров на С02 двойным разрядом при атмосферном давлении.-ПНИ, 1970, № 11, с. 48−51.
- Пан Ю-Ли, Бернард А. Ф., Симпсон Дж.Р. конструктивные особенности и рабочие характеристики лазера на С02 с накачкой двойным поперечным разрядом при атмосферном давлении. —ПНИ, 1972, № 4, с. 93 — 98.
- Сегюн Х.Дж., Манэ К., Тюлип Дж. Простой недорогой лабораторный лазер с поперечным разрядом при атмосферном давлении и электродами Роговского. -ПНИ, 1972, № 8, с. 66−72.
- Дробзянко С.В., Журавский Л. Г. Характеристики лазерного излучения импульсного СОг-лазера периодического дейстивия на смеси воздух-С02. Квантовая электроника, 1979, т. 6, № 1, с. 49−56.
- М.Верещагин И. П. Коронный разряд в аппаратах электронной технологии. М.: Энергоатомиздат, 1985, 160с.
- M.Cernak and T.Hosokawa. Negative Corona Current Pulses and Cathode Sheath Instabilities in a Short Point-Plane Gap in C02. Aust. J. Phys., v.45, 1992, p. 193−219.
- Torsethougen К., Sigmond R.S. The Trichel Pulse Phase of Negative Coronas in the Trichel Pulse Regime in Air. Proc. of XI Int. Conf. on Phenom. in Ion. Gases. Prague, 1973, p.195.
- Акишев Ю.С., Дерюгин А. А., Напартович А. П., Панькин M.B., Трушкин Н И. Установление катодного слоя и импульсы Тричела в отрицательной короне. -Труды Всероссийской конференции по физике низкотемпературной плазмы. Петрозаводск, 1995, с.75−78.
- Yu. S. Akishev, M. E. Grushin, V. B. Karal’nik, and N. I. Trushkin Pulsed Mode of a Negative Corona in Nitrogen: I. Experiment-Plasma Physics Reports, Vol. 27, No. 6, 2001, pp. 520−531
- Scott D.A., Morrow R., Haddad G.N. Negative point-to-plane corona in oxygen. J.Phys. D.: Appl. Phys., v. 19, 1986, p.1007−1017.
- Cernak M., Hosokawa Т., Odrobina I. Complex form of Trichel pulses in N2 containing small admixtures of SFe: critical test of Morrow’s theory. Proc. of 10 Int. Conf. on Gas Discharge and Their Applications. Swansea, U.K., 1992, v. l, p.238−240.
- Cernak M., Hosokawa Т., Kobayshi S. Streamer mechanism for negative corona current pulses. -Journ of Appl. Phys., v.83, N11, p.5678−5690.
- Акишев Ю.С., Грушин M.E., Кочетов И. В., Напартович А. П., Трушкин НИ. Установление импульсов Тричела в отрицательной короне в воздухе. Физика плазмы, т.25, № 11, 1999, с.998−1003.
- J.A.Cross, R. Morrow, G.N.Haddad, J.Phys.D: Appl. Phys, 19, 1007(1986).
- Scott D.A., Haddad G.N. Negative point-to-plane corona pulses in oxygen. J. Phys. D: Appl. Phys., v. 19, 1986, p.1507−1517.
- Akishev Yu.S., Grushin M.E., Napartovich A.P., Pankin M.V., Trushkin N.I. Experimental Investigation of the Negative Corona into Possibility to Control of Trichel
- Pulses by Geometric and Gasdynamic Factors. Proc. of 12 Int. Conf. on Gas Discharge and Their Applications. Greifswald, Germany, 1997, v. l, p.153−155.
- Warburg E. Charakteristic des Spitzenstormes. In: Handbuch der Physik, v.4, Springer Verlag, Berlin, 1927, p.154−155.
- Акишев Ю.С., Кочетов И. В., Напартович А. П., Трушкин Н. И. Структура генерационной зоны отрицательной короны. Физика плазмы, т.21, № 2, 1995, с.187−191.
- Акишев Ю.С., Панькин М. В., Трушкин Н. И. Гистерезис пульструющего режима отрицательной короны. Тр. 8 Всероссийской конференции по физике газового разряда. Рязань, 1996, ч.2, с. 7.
- Найдис Г. В., Солозобов Ю. М. Моделирование импульсов отрицательного коронного разряда в азотно-кислородных смесях. Препринт № 1−134. М.: ИВТАН, 1992, 26с.
- Акишев Ю.С., Кочетов И. В., Напартович А. П., Панькин М. В., Трушкин Н. И. Моделирование импульсов Тричела. Тр. 8 Всероссийской конференции по физике газового разряда. Рязань, 1996, с. 102−103.
- Акишев Ю.С., Дерюгин А. А., Кочетов ИВ., Напартович А. П., Панькин М. В., Трушкин Н. И. Формирование импульсов Тричела в отрицательной короне. -Письма в ЖТФ, т.22, в.20, 1996, с. 1−6.
- Napartovich А.Р., Akishev Yu.S., Deryugin A. A., Kochetov I.V., Pankin M.V., Trushkin N.I. A numerical simulation of Trichel-pulse formation in a negative corona. J. Phys. D: Appl. Phys., v.30, 1997, p.2726−2736.
- Акишев Ю.С., Дерюгин A.A., Каральник В. Б., Кочетов И. В., Напартович А. П., Трушкин Н. И. Экспериментальное исследование и численное моделирование тлеющего разряда постоянного тока атмосферного давления. Физика плазмы, т.20, № 6, 1994, с.571−584.
- Акишев Ю.С., Дерюгин A.A., Напартович А. П., Трушкин Н. И. Кинетические и геометрические эффекты в короткой короне с преобладанием электронов в переносе тока. Тр. конференции по физике низкотемпературной плазмы. ФНТП-95. Петрозаводск, 1995, с.40−42.
- Akishev Yu.S., Deryugin A. A., Napartovich A.P., Trushkin N.I. Multicomponent Kinetic Model of Negative and Positive Short-Space Corona in Air. Proc. of 2 Int. Conf. on Phenom. in Ion. Gases ICPIG-XXII, New Jersey, USA, 1995, v.2, p. 147−148.
- Bugge C., Sigmond R.S. The Townsend and Trichel Pulse Stages of the Low Pressure Negative Corona in Dry Air. Proc. of IX Int. Conf. on Phenom. in Ion. Gases, Bucharest, 1969, p.289.
- Sigmond R.S. Corona Discharges. In: Electrical Breakdown of Gases/Edit, by Meek J.M. and Craggs J.D. Wiley: London, 1978, chapt.4, p.319−384
- Laan M., Paris P., Repan V. Triggering of Negative Corona. J. Phys. (France), v.4, 1997, p.259−270.
- Акишев Ю.С., Напартович А. П., Панькин M.B., Трушкин Н. И. О законе Варбурга для короны в электроположительном газе. Тр. 8 Всероссийской конференции по физике газового разряда. Рязань, 1996, ч.2, с. 11−12.
- Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М.: Наука, 1971, 543с.
- Goldman М., Goldman A. Corona Discharges. Gaseous Electronics, vol.1. Electrical Discharges/Edited by M.N. Hirsh and H.J. Oskam. Academic Press. New York, London, 1978, p.219−290.
- Богданова Н.Б., Попков В. И. Форма коронного разряда и пробой воздушных промежутков. Электричество, № 8, 1973, с.27−34.
- Капцов Н.А. Коронный разряд и его применение в электрофильтрах. М.: Гостехиздат, 1947, 226с.
- Kondo Y., Miyoshi Y. Pulseless Corona in Negative Point to Plane Gap. Jap. Journ. of Appl. Physics, v. 17, N4, 1978, p.643−649.
- Акишев Ю.С., Пашкин С. В., Соколов Н А. Динамика контрагирования стационарного тлеющего разряда в потоке воздуха. Физика плазмы, т.4, в.4, 1978, с.858−863.
- Акишев Ю.С., Напартович А. П., Перетятько П. И., Трушкин Н И. Приэлектродные области тлеющего разряда и нормальная плотность тока на аноде. ТВТ, т. 18, № 4, 1980, с. 873−876.
- Дыхне A.M., Напартович А. П., Таран М. Д., Таран Т. В., Фаворский А. П. Численное исследование двумерного электрического разряда. Препринт ИПМ № 164, 1981, 21с.
- Акишев Ю.С., Козлов АН., Напартович А. П., Ничипорук А. Ф., Пашкин С В., Трушкин Н. И. Корреляционные измерения характеристик тлеющего разряда в турбулентном потоке газа. Физика плазмы, т.8, в.4, 1982, с.736−745.
- Акишев Ю.С., Напартович А. П., Трушкин Н. И. Электродная система проточной газоразрядной камеры поперечного тлеющего разряда атмосферного давления. -Патент РФ № 1 704 206, заявл. 16.21 989г., опубл. в Б.И. № 1, 1992, с. 203.
- Акишев Ю.С., Дерюгин А. А., Каральник В. Б., Кочетов И. В., Напартович А. П., Трушкин Н. И. О переходе отрицательной короны в режим тлеющего разряда. -Труды Всероссийской конференции «Проблемы и прикладные вопросы физики», г. Саранск, 1993, с. 18.
- Акишев Ю.С., Грушин М. Е., Кочетов И. В., Напартович А. П., Панькин М. В., Трушкин Н. И. О переходе многоострийной отрицательной короны в атмосферном воздухе в режим тлеющего разряда. Физика плазмы, т. 26, № 2, 2000, с. 1−7.
- Townsend J.S. The potentials required to maintain current between coaxial cylinders. -Phil. Mag., v.28, 1914, p.83−87.
- Верещагин И.П. Коронный разряд в аппаратах электронной технологии. М.: Энергоатомиздат, 1985, 160с.
- Попков В.И., Рябая С. И. Распределение тока униполярной короны на некоронирующем и коронирующем электродах. Электричество, № 11, 1974, с.45−51.
- Sigmond R.S. Simple approximate treatment of unipolar space-charge dominated coronas: The Warburg low and the saturation current. J. Appl. Phys., v.83, 1982, p.891−898.
- Jones J.E., Davies M., Goldman A., Goldman M. A simple analytic alternative to Warburg’s law. J. Phys. D: Appl. Phys., v.23, 1990, p.542−552.
- Попков В.И. К теории униполярной короны постоянного тока. Электричество, № 1, 1949, с.33−48.
- Lama W.L., GalloC.F. Systematic study of the electrical characteristic of the «Trichel» current pulses from negative needle-to-plane coronas. J. Appl. Phys., v.45, 1974, p.103−113.
- Goldman A., Goldman M., Jones J.E. On behavior of the planar current-distribution in the pulsness regime of negative dc point-plane coronas in air. Proc. of 10 Int. Conf. on Gas Discharges and their Applications. Swansea, U.K., 1992, p.270−273.
- L.A. Newman, T.A. De Temple. J. Appl. Phys., 47, 376, 1976.
- L.Y. Nelson, G.T. Mullaney, S.R. Buron. Appl. Phys. Lett., 22,79,1973.
- Ю.В. Ткач и др. Физика плазмыб 2, 473, 1976.
- C.S. Willet, D M. Litynski. Apple. Phys. Lett., 26,521,1975.
- S.N. Suchard, L. Galvon, D.G. Sutton. Apple. Phys. Lett., 26,521,1975.
- C.A. Голубев и др. ДАН СССР, 228, 77, 1976.
- Пивовар В.А., Сидорова Т. Д. Численное исследование процесса ступенчатой ионизации в плазме объемного самостоятельного разряда в азоте ЖТФ, 1985, т. 55, в. 3, с. 519−522.
- Иванов Е.Е., Ищних Ю. З., Пенкин Н. П., Чернышова Н. В. Метастабильные, А 3Е молекулы N2 в газоразрядной плазме в смеси гелий+азот: измерение концентрации, процессы образования и разрушения. Химия высоких энергий, 1984, т. 18, № 2, с. 159- 164.
- G. Cernogora, С. М. Ferreira, L. Hochard, М. Touzeau and J. Loureiro. Vibrational populatioins of N2(A 3E+U) in a pure nitrogen glow discharge J. Phys. B: At. Mol., 17 (1984), p. 4429−4437.
- С. M. Ferreira, M. Touzeau, L. Hochard and G. Cernogora. Vibrational populatioins of N2(B 3ng) in a pure nitrogen glow discharge J. Phys. B: At. Mol., 17 (1984), p. 4439 -4448.
- Голубовский Ю.Б., Тележко B.M. Процессы возбуждения электонно-возбужденных состояний в разряде в азоте при средних давлениях Теплофизика высоких температур, 1984, т. 22, № 5, с. 996 — 998.
- S.V. Pancheshnyi, S.M. Starikovskaia, A.Yu. Starikovskii Population of nitrogen molecule electron states and structura of the fast ionization wave. — J. Phys. D: Appl.Phys. 1999. V.32, p. 2219.
- J.W. Dreyer, D. Perder Deactivation of N2(A 3?+", v = 0−7) by ground state nitrogen, ethane, and ethylene measured by kinetic absorption spectroscopy The Journal of Chemical Physics, volume 53, number 1, 1 february 1973, p. 1195 — 1201.
- Toshiaki Makabe, Hiromitsu Awai and Tameyoshi Mori Spectroscopic of N2(A 3?+u) metastables in the spatial ionnisation growth in nitrogen J. Phys. D: Appl. Phys., 17 (1984), p. 2367−2376.
- Грицинин С.П., Коссый И. А., Силаков В. П., Тарасова Н. М. Динамика колебательного возбуждения и нагрева азота в процессе и после импульсного СВЧ-разряда Теплофизика высоких температур, 1984, т. 22, № 4, с. 672 — 678.
- Н. Brunet, P. Vincent, J. Rocca Serra Ionization mechanism in a nitrogen glow discharge J. Appl. Phys. 54(9), September 1983, p. 4951 -4957.
- Александров Н.Л., Кончаков A.M., Сон Э.Е. Возбуждение электронных уровней в газоразрядной азотной плазме, с. 210−211.
- Dreyer J.W., Perner D. The deactivation of N2(B 3П8), v = 0 2 and N2(a' L^), v = 0 by nitrogen. — Chem. Phys. Lett., 1972, v. 16, № 1, p. 169 — 173.
- Piper L.G. State-to-state N2(A 3S+U) energy-pooling reactions. II. The formation and quenching of N2(B 3П8, v' = 1 12). — J. Chem. Phys., 1988, v. 88, № 11, p. 6911 -6921.
- D. E. Shemansky, J. Chem. Phys., 64 (1976), 565−580.
- Yu.S. Akishev, K.V. Baiadze, V.M. Vetsko, A.P. Napartovich et al, Plasma Physics Report (Sov), Vol.11 (1985), 999−1006
- A. Lofthus and P. H. Krupenie, J. Phys. Chem. Ref. Data, 6 (1977), 113−307.
- R. A. Yong and G. A. St. John, J. Chem. Phys., 48 (1968), 895−897.
- J. W. Dreyer, D. Perner, J. Chem. Phys., 58 (1973), 1195−1201
- L. G. Piper, L. M. Cowles and W.T. Rowlins, J. Chem. Phys., 85 (1986), 3369−3378.
- Yu. Z. Ionikh, N. P. Penkin, N. V. Chernisheva, O. G. Yartseva, Optika i Spektroskopiya, 65(1988), 43−48.
- J.M. Calo andR. C. J. Chem. Phys., 54 (1971), 1332−1341.
- L. G. Piper, J. Chem. Phys., 88 (1988), 231−239.
- R. A. Yong and G. A. St. John, J. Chem. Phys., 48 (1968), 898−900
- P. Supiot, D. Plois, S De Benedictis et al., J. Phys. D: Appl. Phys., 32 (1999), 1887−1893.
- A. V. Phelps, L. C. Pitchford, JILA Report # 26, 1985, Colorado, USA.
- D. I. Slovetskii, Chemical reactions mechanisms in non-equilibrium plasma, Moscow, Nauka, 1980.
- L.A. Kuznetsova, N. E. Kuzmenko, Yu. Ya. Kuzyakov, Yu. A. Plastinin, Optical transition probabilities for diatomic molecules, Moscow, Nauka, 1980.